DE3929167A1 - Magnetische aufzeichnungstraeger - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft magnetische Aufzeichnungsträger, bestehend aus
einem nichtmagnetischen Trägermaterial und mindestens einer darauf haft
fest aufgebrachten magnetisierbaren Schicht auf Basis eines Polyurethan
bindemittels, wobei das Bindemittel zu mindestens 50 Gew.-% aus einem
hochmolekularen verzweigten Polyurethanelastomeren mit OH-gruppenhaltigen
Harnstoffgruppen an den Kettenenden besteht und in dem durch Einbau von
Perfluorverbindungen die Gleiteigenschaften verbessert und die Reibung
verringert wird.
In modernen Audio- und Videoaufzeichnungs- und Wiedergabegeräten wird an
magnetische Aufzeichnungsträger Anforderungen in vielfacher Hinsicht
gestellt. Neben den hohen Ansprüchen an die Aufzeichnungs- und Wiedergabe
eigenschaften bei Audiobändern, Videobändern und flexiblen Datenträgern,
die stetig verbessert werden, wird vor allem hinsichtlich der mechanischen
Eigenschaften der Aufzeichnungsträger eine ständige Verbesserung gefor
dert. Die Magnetschichten müssen sehr flexibel sein, eine hohe Elastizität
aufweisen und eine hohe Reißfestigkeit aufweisen. Daneben wird, zur
Vermeidung von Pegeleinbrüchen, zunehmend eine Verrringerung der Reibungs
werte, eine Erhöhung der Abrieb- und Verschleißfestigkeit, gefordert.
Eine Verbesserung der Aufzeichnungs- und Wiedergabeeigenschaften der
magnetischen Aufzeichnungssysteme kann z. B. durch Erhöhung der Pigment
volumenkonzentration bzw. durch Verwendung von feinteiligerem magnetischem
Material erreicht werden. Durch derartige Maßnahmen wird jedoch die
mechanische Stabilität der Magnetschicht nachhaltig beeinflußt.
In der Patentliteratur werden viele Polyurethane bzw. Polyurethan
elastomere, welche für die Herstellung magnetischer Aufzeichnungsträger
geeignet sind, so beispielsweise in DE-B 11 06 959, DE-B 25 00 921,
24 42 763 oder DE-B 27 53 694, beschrieben.
Bei der Verwendung dieser üblichen Bindemittelsysteme treten bei der
Aufnahme und Wiedergabe von Signalen mittels magnetischer Aufzeichnungs
träger, welche im Kontakt über den Magnetkopf geführt und zudem noch über
Umlenkrollen, -bolzen oder anderen Führungselemente bewegt werden, je nach
Ausbildung der Schicht sehr hohe Reibungskräfte und häufig auch der
Stick-Slip-Effekt oder "squeal"-Erscheinungen auf. "Stick-Slip" bezeichnet
einen unregelmäßigen Bandtransport, wobei das Band abwechselnd stillsteht
und weiterverläuft. "Squeal" ist ein unregelmäßiger Bandtransport, wobei
die Geschwindigkeit des Bandes zwar nicht konstant ist, aber auch kein
Stillstand des Bandes auftritt. Der dadurch entstehende Abrieb beeinflußt
sowohl die Lebensdauer als auch die Betriebssicherheit.
Die Dauerlaufeigenschaften magnetischer Aufzeichnungsträger werden also
durch die Oberflächenreibung (Gleitreibung) der Magnetschicht stark
beeinflußt. Daher wird eine möglichst kleine Oberflächenreibung ange
strebt, ohne daß die Aufzeichnung und Wiedergabe von Signalen ver
schlechtert wird.
Es ist daher üblich, den Schichtzusammensetzungen von magnetischen
Aufzeichnungsträgern Gleitmittel zuzusetzen. Als geeignete Gleitmittel
sind für diesen Zweck bereits eine große Anzahl verschiedener Gleitmittel,
wie Polydimethylsiloxane, Paraffinöle, Wachse, gesättigte und ungesättigte
Fettsäuren, Fettsäureester, Fettsäureamide, Salze von Fettsäuren, ferner
feste Schmierstoffe, wie Molybdänsulfid, Graphit, Polytetraethylenpulver
und Polytrichlorfluorethylenpulver beschrieben. Auch wird angegeben, daß
flüssige bzw. pastenförmige Gleitmittel gegenüber den festen Gleitmitteln
den Vorteil besitzen, die zu schmierende Oberfläche mit einem homogen
dünnen Oberflächenfilm zu bedecken, wobei die mengenmäßige Zugabe an
Gleitmittel sehr gering gehalten werden muß, da sonst die Oberfläche
leicht klebrig wird. Diese flüssigen Gleitmittel können jedoch häufig
nicht als alleinige Gleitmittel verwendet werden und werden deshalb mit
festen oder pastenförmigen Gleitmittel kombiniert. Bei ausschließlicher
Verwendung von flüssigen Gleitmitteln lassen sich bei vielen Anwendungs
gebieten, insbesondere bei längerer Benutzungsdauer und ungünstigen
Klimabedingungen weder das Sticken noch das Blocken und Verkleben der
Bänder dauerhaft vermeiden.
So führt die Verminderung der Oberflächenreibung durch Zusatz von
Siliconöl, wie es bereits in der DE-B 8 77 213 beschrieben ist, speziell im
Klimatest bei 40°C und 80% relativer Feuchte, zum Ausschwitzen des Gleit
mittels und damit zum Verkleben bzw. Blocken einzelner Magnetschichten.
Beim Zusatz von Schmierstoffen in Form feinverteilter, unlöslicher
hydrophober Feststoffe oder wachsartiger Stoffe ist die Schmierwirkung
nicht einheitlich, sondern die Feststoffpartikel befinden sich schon kurz
nach der Herstellung nur an begrenzten Stellen an der Oberfläche sowie im
Inneren der Magnetschicht. Diese hydrophoben Gleitmittel ziehen schlecht
oder nicht auf das meist hydrophile magnetische Material auf und schwitzen
besonders bei ungünstigen Klimabedingungen, wie hohe Temperatur und hohe
Luftfeuchtigkeit leicht aus. Dadurch kommt es zu Ablagerungen an allen
bandberührenden Teilen, besonders am Kopf wodurch Pegeleinbrüche
verursacht werden.
Unabhängig davon ergab es sich, daß die bekannten hochmolekularen Poly
urethanelastomere als Bindemittel oder in Bindemittelkombination die
steigenden Qualitätsanforderungen bezüglich der Schichthaftung dann nicht
mehr erfüllen können, wenn sowohl Temperatur wie auch Luftfeuchtigkeit,
z. B. auf 30 bis 60°C bei 80 bis 100% rel. Luftfeuchtigkeit erhöht werden.
Es wurde daher bereits vielfach versucht, die Nachteile der hohen Ober
flächenreibung, die bei allen Magnetbandbindemitteln vorhanden sind, durch
Zusatz von niedermolekularen oder von oligomeren Perfluorverbindungen zu
verringern.
Die Verbesserung der Oberflächenreibung durch Zusatz perfluorierter
Verbindungen, wie u. a. in den JP-A 60-1 60 020, 57-0 92 428 und
DE-A 34 07 721 beschrieben, bringt jedoch, speziell im Klimatest bei 40°C
und 80% relativer Feuchte, die Gefahr des Ausschwitzens der Gleitmittel
und damit das Verkleben bzw. Blocken einzelner Magnetschichten mit sich.
Das Aufbringen oligomerer perfluorierter Verbindungen, wie in
NL-A 71 11 865, NL-A 80 00 060, US-A 40 85 137, EP-A 1 36 102 und
EP-A 1 51 877 beschrieben, zeitigt zwar ein befriedigendes Klimalauf
verhalten, doch entsteht hier die Gefahr des "Aufsammels" der oligomeren
Anteile durch den Lesekopf, mit allen für Lesekopfablagerungen typischen
Problemen, wie vor allem die Verschlechterung der elektrischen Kenngrößen.
In der US-A 4 5 26 836 bzw. JP-A-58 1 69 261 ist die Herstellung und die
Verwendung von fluorhaltigen Copolymeren beschrieben, doch werden
bevorzugt 30 bis 90 Gew.% dieser Copolymeren in Kombination mit einem
Härter eingesetzt. Daraus resultiert, daß die mechanischen Eigenschaften
der mit diesem Bindemittelsystem hergestellten Magnetbänder sehr unzu
reichend ist, so daß einer breiten Verwendung bei den unterschiedlichen
Datenträgern, wie z. B. HDC, Audio, Video oder Flexy Disks, Grenzen gesetzt
sind. In der JP-A 58 1 41 438 wird ebenfalls ein fluoriertes Polyol,
welches mit Polyisocyanaten gehärtet werden kann, als Bindemittel einge
setzt, doch weist die resultierende Magnetschicht nur unbefriedigende
Laufeigenschaften auf.
Es war daher Aufgabe der Erfindung, magnetiche Aufzeichnungsträger,
bestehend aus einem nichtmagnetischen Trägermaterial und mindestens einer
darauf haftfest aufgebrachten magnetisierbaren Schicht auf der Basis von
in einem Polymerbindemittel und weiteren üblichen Zusatzstoffen fein
verteilten magnetischen Material bereitzustellen, welche sowohl eine
verbesserte Verschleißfestigkeit und verminderte Reibungswerte auch unter
ungünstigen klimatischen Bedingungen aufweisen, und dennoch nicht das
nachteilige Blockieren beim Betrieb der Aufzeichnungsträger und das
Ausschwitzen von Gleitmittel zeigen.
Es wurde nun gefunden, daß bei einem magnetischen Aufzeichnungsträger,
bestehend aus einem nichtmagnetischen Trägermaterial und mindestens einer
haftfest darauf aufgebrachten Magnetschicht auf der Basis eines in einem
mindestens zu 50 Gew.% aus einem thermoplastischen Polyurethan bestehenden
Bindemittel feinverteilten magnetischen Materials sich die gestellte
Aufgabe lösen läßt, wenn als thermoplastisches Polyurethan ein fluor
gruppenhaltiges in Tetrahydrofuran lösliches, isocyanatgruppenfreies,
verzweigtes Polyurethan mit OH-gruppenhaltigen Harnstoffgruppen an den
Kettenenden und einem Molekulargewicht zwischen 25 000 und 150 000
eingesetzt wird, welches aus
- A) 1 Mol eines Polyols mit einem Molekulargewicht zwischen 400 und 4000,
- B) 0,3 bis 10 Mol eines Diols mit 2 bis 18 Kohlenstoffatomen,
- C) 0,01 bis 1 Mol eines Triols mit 3 bis 18 Kohlenstoffatomen,
- D) 0,001 bis 0,4 Mol einer Perfluorverbindung mit zwei gegenüber Iso cyanaten reaktiven Endgruppen und einem Molgewicht zwischen 300 und 4000,
- E) 1,25 bis 13 Mol eines Diisocyanats mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen, wobei das Verhältnis NCO:OH in der Summe der Komponenten A, B, C und D 0,95:1,0 bis 1,1:1,0 beträgt, und
- F) 0,05 bis 2 Mol eines OH-gruppenhaltigen, gegenüber Isocyanaten reaktiven Amins hergestellt wird.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Gegen
stands besteht die Komponente D aus einem Umsetzungsprodukt aus per
fluorierten Monoalkoholen, Monoaminen oder Monocarbonsäuren mit 4 bis
20 Kohlenstoffatomen mit einem Triol, wobei die gegenüber Isocyanaten
reaktive Wasserstoffatome tragenden Gruppen der perfluorierten Verbindung
über ein Diisocyanat mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen an einer OH-Gruppe des
Triols gebunden sind. Diese Umsetzung läßt sich auch in situ erreichen,
wobei die Monofluorverbindung als Gemisch mit den Diolen und Triolen im
Reaktor, in dem das Polymer hergestellt wird, eingesetzt wird. Bevorzugt
sind bei den perfluorierten Monoalkoholen, Monoaminen oder Monocarbon
säuren solche mit einer linearen Kette. Die die Gleitreibung begünsti
genden CF2-Gruppen sind somit entlang der Polymerkette oder in einer
kurzen Seitenkette eingebaut.
Zur Erzielung spezieller Eigenschaften ist es von Vorteil, wenn das
Polymer eine OH-Zahl zwischen 5 und 30, vorzugsweise 10 bis 25 aufweist.
Das Molekulargewicht (Mw) liegt zwischen 25 000 und 150 000, entsprechend
einem K-Wert (1%ig in DMF) zwischen 35 und 75. Beim Aufbau dieser Poly
meren hat es sich als zweckmäßig erwiesen, daß die OH-Endgruppen zum Teil,
vorzugsweise über 80% und insbesondere zu mehr als 90% aus einem der
folgenden Reste bestehen:
wobei
R = -(CH₂)n-
R′ = -H, -CH₃, -(CH₂)n-CH₃ und
n = 1 bis 10
R′ = -H, -CH₃, -(CH₂)n-CH₃ und
n = 1 bis 10
bedeuten.
In dieser Weise aufgebaute Polymere weisen gegenüber solchen ohne diese
Endgruppen eine verbesserte Haftfestigkeit auf. Weiterhin besteht dadurch
die Möglichkeit den Gehalt an OH-Endgruppen zu erhöhen, wodurch bei der
Vernetzung mit Polyisocyanat der Vernetzungsgrad, entsprechend den
Anforderungen an die Magnetschicht, in weiten Grenzen variiert werden
kann. Ebenfalls von Vorteil sind die Harnstoffgruppen, welche die
Dispergierfähigkeit gegenüber den üblichen magnetischen Materialien
erhöhen und die Haftfestigkeit verbessern.
Hierbei war es überraschend, daß die Haftfestigkeit trotz der im Binde
mittel eingebauten Perfluorgruppen verbessert war, obwohl der Randwinkel
von Wasser gegenüber dem Bindemittelfilm größer 96° ist.
Die erfindungsgemäß als Bindemittel in den Magnetschichten verwandten
Polyurethane haben im allgemeinen eine Härte nach DIN 53 157 von 20 bis
130 s. Sie weisen ferner einen E-Modul (Elastizitätsmodul gemäß
DIN 53 457) im Bereich von 50 bis 2500 Nmm-2, eine Reißdehnung größer 70%
(DIN 53 455) und eine Reißfestigkeit zwischen 25 und 70 Nmm-2 (DIN 53 455)
auf. Der Erweichungspunkt liegt zwischen 80 und 180°C. Besonders günstig
ist eine Pendelhärte (DIN 53 157) von 25 bis 125 s, ein E-Modul von 55 bis
2000 Nmm-2, eine Reißdehnung von 80 bis 500% und eine Reißfestigkeit von
25 bis 50 Nmm-2.
Die vorteilhaften Eigenschaften der erfindungsgemäß aufgebauten magne
tischen Aufzeichnungsträger werden im Vergleich zu den unter Verwendung
der üblichen thermoplastischen Polyurethanelastomeren erhaltenen auch
deutlich, wenn vor dem Auftragen der Dispersion auf den Träger ein
Polyisocyanat zugesetzt wird. Für die Vernetzung kann eine Vielzahl
organischer Di-, Tri- oder Polyisocyanate oder Isocyanatprepolymerer bis
zu einem Molekulargewicht von 10 000, vorzugsweise zwischen 500 und 3000,
verwendet werden. Bevorzugt sind Polyisocyanate bzw. Isocyanatprepolymere,
die mehr als 2 NCO-Gruppen als Molekül tragen. Als besonders geeignet
haben sich Polyisocyanate auf Basis von Toluylendiisocyanat, Hexamethylen
diisocyanat oder Isophorondiisocyanat, die durch Polyaddition und Di- oder
Triole oder durch Biuret- und Isocyanuratbildung entstehen, erwiesen.
Besondes günstig ist ein Additionsprodukt von Toluylendiisocyanat an
Trimethylolpropan und Diethylenglykol.
Zur Herstellung der Polyurethane wird als Komponente A ein Polydiol mit
einem Molekulargewicht von 400 bis 4000, bevorzugt von 700 bis 2500,
eingesetzt. Hierzu eignen sich die bekannten Polyesterole, Polyetherole,
Polycarbonatdiole und Polycaprolactondiole.
Die Polyesterole sind zweckmäßigerweise überwiegend lineare Polymere mit
endständigen OH-Gruppen, bevorzugt solche mit 2 OH-Endgruppen. Die Säure
zahl der Polyesterole ist kleiner als 10 und vorzugsweise kleiner als 3.
Die Polyesterole lassen sich in einfacher Weise durch Veresterung von
aliphatischen, aromatischen Dicarbonsäuren mit 4 bis 15 C-Atomen, vorzugs
weise 4 bis 6 C-Atomen, mit Glykolen, bevorzugt Glykolen mit 2 bis
25 C-Atomen oder durch Polymerisation von Lactonen mit 3 bis 20 C-Atomen
herstellen. Als Dicarbonsäuren lassen sich beispielsweise Glutarsäure,
Pimelinsäure, Korksäure, Sebacinsäure, Dodecansäure und vorzugsweise
Adipinsäure, Bernsteinsäure und Phthalsäuren einsetzen. Die Dicarbonsäuren
können einzeln oder als Gemische verwendet werden. Zur Herstellung der
Polyesterole kann es gegebenenfalls vorteilhaft sein, anstelle der
Dicarbonsäuren die entsprechenden Säurederivate, wie Carbonsäureanhydride
oder Carbonsäurechloride zu verwenden. Geeignete aromatische Dicarbon
säuren sind Terephthalsäure, Isophthalsäure oder Mischungen aus diesen mit
anderen Dicarbonsäuren, z. B. Diphensäure, Sebacinsäure, Bernsteinsäure und
Adipinsäure. Beispiele für geeignete Glykole sind Diethylenglykol,
1,5-Pentandiol, 1,10-Decandiol und 2,2,4-Trimethylpentandiol-1,5. Vorzugs
weise verwendet werden 1,2-Ethandiol, 1,4-Butandiol, 1,6-Hexandiol und
2,2-Dimethylpropandiol-1,3; 1,4-Dimethylolcyclohexan. 1,4-Diethanol
cyclohexan, ethoxilierte/propoxilierte Produkte des 2,2-Bis-(4-hydroxy
phenylen)-propan (Bisphenol A) . Je nach den gewünschten Eigenschaften der
Polyurethane können die Polyole alleine oder als Mischung in verschiedenen
Mengenverhältnissen verwendet werden. Als Lactone für die Herstellung der
Polyesterole eignen sich z. B. α,α-Dimethyl-β-propiolacton, γ-Butyrolacton
und vorzugsweise ε-Caprolacton.
Die Polyetherole sind im wesentlichen lineare, endständige Hydroxylgruppen
aufweisende Substanzen, die Etherverbindungen enthalten und ein Molekular
gewicht von etwa 600 bis 4000, vorzugsweise von 1000 bis 2000, besitzen.
Geeignete Polyetherole können leicht durch Polymerisation von cyclischen
Ethern, wie Tetrahydrofuran, oder durch Umsetzung von einem oder mehreren
Alkylenoxiden mit 2 bis 4 Kohlenstoffaomen im Alkylenrest mit einem
Startermolekül, das zwei aktive Wasserstoffatome im Alkylenrest gebunden
enthält, hergestellt werden. Als Alkylenoxide seien beispielsweise
genannt: Ethylenxoid, 1,2-Propylenoxid, Epichlorhydrin, 1,2- und 2,3-
Butylenoxid. Die Alkylenoxide können einzeln, alternierend nacheinander
oder als Mischung verwendet werden. Als Startermoleküle kommen beispiels
weise in Betracht: Wasser, Glykole, wie Ethylenglykol, Propylenglykol,
1,4-Butandiol und 1,6-Hexandiol, Amine, wie Ethylendiamin, Hexamethylen
diamin und 4,4′-Diamino-diphenylmethan und Aminoalkohole, wie Ethanolamin.
Ebenso wie die Polyesterole können auch die Polyetherole allein oder in
Mischungen verwendet werden. Polycarbonatdiole sind ebenfalls geeignet.
Als Polycarbonatdiole kommen solche mit aromatischen Dihyroxyverbindungen,
z. B. auf Basis 4,4′-Dihydroxydiphenyl-2,2-propan oder solche auf Basis
aliphatischer Dihydroxyverbindungen, z. B. 1,6-Hexandiol, in Frage. Die
Molmassen erstrecken sich von 500 bis 4000, vorzugsweise von 1000 bis
302 000.
Als Baustein B werden Diole mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise 2
bis 10 C-Atome, eingesetzt, so z.B. 1,2-Ethandiol, 1,3-Propandiol,
1,4-Butandiol, 1,6-Hexandiol, 1,5-Pentandiol, 1,10-Decandiol, 2-Methyl
1,3-propandiol, 2-Methyl-2-butyl-1,3-propandiol, 2,2-Dimethyl-1,4-butan
diol, 2-Methyl-2-butyl-1,3-propandiol, Hydroxypivalinsäureneopentylglykol
ester, Diethylenglykol, Triethylenglykol und Methyldiethanolamin, 1,4-Di
methylolcyclohexan, 1,4-Diethanolcyclohexan. Ethoxlierte/propoxilierte
Produkte des Bisphenol A (Handelsname Dianol). Die Diole können einzeln
oder als Gemische verwendet werden. In untergeordnetem Maße können auch
Diamine mit 2 bis 15 Kohlenstoffatomen wie Ethylendiamin, 1,6-Hexa
methylendiamin, 4,9-Dioxododecan-1,12-diamin, 4,4′-Diaminodiphenylmethan
oder Aminoalkohole wie z. B. Monoethanolamin, Monoisopropanolamin und
2-Amino-2-methylpentan-2-ol eingesetzt werden. Hierbei hat es sich als
vorteilhaft erwiesen, die dabei entstehenden Harnstoffgruppen in die
Polymerkette einzubauen. Die Harnstoffgruppen am Kettenende sind hierbei
von untergeordneter Bedeutung.
In gleicher Weise können als Bausteine B die genannten Diole auch ganz
oder teilweise durch Wasser ersetzt werden.
Als Triole (Bausteine C) werden Verbindungen mit 3 bis 18, vorzugsweise 3
bis 6 C-Atomen, angewandt. Beispiele für entsprechende Triole sind
Glycerin oder Trimethylolpropan. Geeignet sind auch niedermolekulare
Umsetzungsprodukte von z. B. Trimethylolpropan mit Ethylenoxid und/oder
Propylenoxid. Das Vorhandensein von Triolen bei der Polyaddition führt zu
einer Verzweigung des Endprodukts, was sich, sofern keine örtliche
Vernetzung auftritt, positiv auf die mechanischen Eigenschaften des
Polyurethans auswirkt.
Als Komponente D lassen sich lineare alpha-omega-Perfluoropolyether-diole
(z. B. Fomblin Z-DOL®der Fa. Montefluos) entsprechend folgender Zusammen
setzung
HO-CH₂-CF₂-(C₂F₄)m-(CF₂-O)n-CF₂-CH₂-OH
wobei m/n = 0,7 ± 0,2 ist, oder ein Polyether-1,3-diol mit Perfluor
alkylenendgruppen (z. B. Tegomer DF 1316® der Fa. Goldschmidt) gemäß
folgender Formel
in der
R = CH₃, C₂H₅ und
n = 4 bis 10 sowie m = 1 bis 30 bedeuten,
n = 4 bis 10 sowie m = 1 bis 30 bedeuten,
ebenso wie ein in molaren Verhältnissen hergestelltes Umsetzungsprodukt
aus einem linearen perfluorierten Monoalkohol oder Monoamin mit 4 bis
20 Kohlenstoffatomen mit einem Diisocyanat mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen
und einem Triol oder Diolmonoamin mit 3 bis 16 Kohlenstoffatomen der
Formel
mit
n = 1 bis 18
m = 1 bis 2 und
X = O, NH sowie
R¹ = einem Diisocyanatrest,
R² = (-CH₂-)x und
R = (-CH₂-)y,
wobei hierfür x = 0 bis 5 und y = 1 bis 4 ist,
m = 1 bis 2 und
X = O, NH sowie
R¹ = einem Diisocyanatrest,
R² = (-CH₂-)x und
R = (-CH₂-)y,
wobei hierfür x = 0 bis 5 und y = 1 bis 4 ist,
heranziehen.
Zur Bildung der Fluorgruppen-haltigen Polyurethane oder NCO-gruppen
haltiger Zwischenprodukte werden die unter A, B, C und D genannten
Bausteine mit aliphatischen, cycloaliphatischen oder aromatischen
Diisocyanten mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen (Baustein E) umgesetzt. Zu
diesem Zweck eignen sich z. B. Verbindungen wie 2,4-Toluylen-diisocyanat,
2,6-Toluylendiisocyanat, m-Phenylendiisocyanat, 4-Chlor-1,3-phenylen
diisocyanat, 1,5-Naphthylendiisocyanat, 1,6-Hexamethylendiisocyanat,
1,4-Cyclohexylendiisocyanat und 1,5-Tetrahydronaphthylendiisocyanat,
4,4′-Diphenylmethandiisocyanat, 4,4′-Dicyclohexylmethandiisocyanat oder
Isophorondiisocyanat. Ebenso können Fluorgruppen-haltige Diisocyanate
eingesetzt werden. Diese Fluorgruppen-haltigen Diisocyanate könenn bis zu
32 Molprozente der gesamten Molmenge Diisocyanat betragen.
Zur Bildung der OH-gruppenhaltigen Polyurethanharnstoffelastomeren wird
das NCO-gruppenhaltige Zwischenprodukt aus A bis E mit Aminoalkoholen (mit
2 bis 16 Kohlenstoffatomen) umgesetzt. Diese Aminoalkohole mit 2 bis 16,
vorzugsweise 3 bis 6 Kohlenstoffatomen, sind u. a. Monoethanolamin, Methyl
isopropanolamin, Ethylisopropanolamin, Methylethanolamin, 3-Aminopropanol,
1-Ethylaminobutan-2-ol, 4-Methyl-4-aminopentan-2-ol, N-(2-Hydroxyethyl)-
anilin. Diolamine sind besonders geeignet, da durch ihre Anlagerung am
Kettenende die OH-Zahl der Polymeren verdoppelt wird. Als besonders
günstig haben sich Diethanolamin und Diisopropanoldiamin erwiesen.
Werden keine OH-Endgruppen benötigt, so läßt sich die Reaktion bei
Erreichen des gewünschten Molekulargewichts durch Zugabe eines Mono
alkohols oder Amins abbrechen, z. B. mit Dibutylamin, Diethylamin,
Butylamin, Hexylamin, Methanol, Ethanol.
Die so aufgebauten thermoplastischen, elastischen OH-gruppenhaltigen
Polyurethane werden in Lösung nach dem 2-Stufenverfahren, gegebenenfalls
in Gegenwart von Katalysatoren und anderen Hilfsmitteln und/oder Zusatz
stoffen hergestellt. Diese Produkte nach dem lösungsmittelfreien Batch-
Verfahren herzustellen, ist nicht möglich. Da sich aufgrund der
Anwesenheit des Triols und der Reaktion von Amin mit NCO-Gruppen bei der
Substanzpolyaddition zumindest teilweise Gel-Teilchen bilden, wird in
Lösung gearbeitet. Allgemein wird bei der Lösungspolyaddition die Gefahr
einer örtlichen Übervernetzung, wie sie bei der Substanzpolyaddition
auftritt, vermieden.
Beim 2-Stufenverfahren sind je nach Reaktionsbedingungen (Lösungs
mittelmenge, Reaktionswärme) zwei unterschiedliche Fahrweisen möglich.
Fahrweise 1: Das Diisocyanat wird mit etwas Lösungsmittel vorgelegt, dann
werden die Bausteine A, B, C, D und gegebenenfalls der Katalysator und die
Hilfs- und Zusatzstoffe in Lösungsmittel bei Temperaturen von 20 bis 90°C,
vorzugsweise 30 bis 70°C, in 0,2 bis 5 Stunden zugegeben. Die Komponenten
werden bis zum gewünschten NCO-Gehalt umgesetzt, dann wird in der 2. Stufe
das Abstoppmittel zugesetzt.
Fahrweise 2: Bei diesem Verfahren werden alle Ausgangskomponenten A bis E
in einem Teil des Lösungsmittels gelöst, so daß Lösungen mit einem Fest
stoffgehalt von 15 bis 50 Gew.% gebildet werden. Anschließend werden die
Lösungen unter Rühren auf Temperaturen von 20 bis 90°C, vorzugsweise von
30 bis 70°C, gegebenenfalls nach der Katalysatorzugabe, erwärmt. Dann
werden die Komponenten bis zum gewünschten NCO-Gehalt umgesetzt, danach
wird in der 2. Stufe das Abstoppmittel zugegeben.
Beim 2-Stufenverfahren wird in der ersten Stufe mit einem NCO-Überschuß,
gegenüber den Bausteinen A bis D gearbeitet. Bei beiden Fahrweisen ist es
möglich, in einem Teil des Lösungsmittels die Reaktion zu beginnen und das
restliche Lösungsmittel während oder nach der Reaktion zuzugeben.
Als Lösungsmittel für die Herstellung der Polyurethane werden vorzugsweise
cyclische Ether, wie Tetrahydrofuran und Dioxan, und cyclische Ketone, wie
Cyclohexanon, verwendet. Selbstverständlich können je nach Anwendungs
gebiet die Polyurethane auch in anderen stark polaren Lösungsmitteln, wie
Dimethylformamid, N-Methylpyrrolidon, Dimethylsulfoxid oder Ethylglykol
acetat gelöst werden. Ebenso ist es möglich, die genannten Lösungsmittel
mit Aromaten, wie Toluol oder Xylol und Estern, wie Ethyl- oder Butyl
acetat, zu mischen.
Als geeignete Katalysatoren zur Herstellung der Polyurethane und für die
Vernetzungsreaktion seien beispielhaft genannt: tert.-Amine, wie Triethyl
amin, Triethylendiamin, N-Methyl-pyridin und N-Methyl-morpholin, Metall
salze, wie Zinnoctoat, Bleioctoat und Zinkstearat und organische Metall
verbindungen, wie Dibutylzinndilaurat. Die geeignete Katalysatormenge ist
abhängig von der Wirksamkeit des in Frage kommenden Katalysators. Im
allgemeinen hat sich als zweckmäßig erwiesen, 0,005 bis 0,3 Gewichtsteile
für jeweils 100 Gewichtsteile, vorzugsweise 0,01 bis 0,1 Gewichtsteile für
jeweils 100 Gewichtsteile Polyurethan zu verwenden.
Die erfindungsgemäß verwendeten Polyurethane lassen sich als alleinige
Bindemittel für die Herstellung von Magnetschichten verwenden, es ist
jedoch für spezielle Anwendungszwecke bei magnetischen Aufzeichnungs
trägern gemäß der Erfindung vorteilhaft, eine zweite Bindemittelkomponente
in Mengen von 5 bis 50 Gewichtsteilen, vorzugsweise von 10 bis
40 Gewichtsteilen, bezogen auf die resultierende Gesamtbindemittelmenge,
zuzusetzen. Die im Bindemittelgemisch enthaltenen physikalisch trocknenden
Bindemittel sind bekannt. Es handelt sich hierbei unter anderem um ein
Polyvinylformal-Bindemittel, welches durch Hydrolyse eines Polymerisats
eines Vinylesters und anschließende Umsetzung des Vinylalkohol-Polymeren
mit Formaldehyd hergestellt wurde. Die Polyvinylformale haben zweck
mäßigerweise einen Vinylformalgruppengehalt von mindestens 65 Gew.-% und
insbesondere mindestens 80 Gew.%. Geeignete Polyvinylformale haben einen
Gehalt an Vinylalkohol-Gruppen von 5 bis 13 Gew.-%, einen Gehalt an
Vinylformal-Gruppen von 80 bis 88 Gew.-%, ein spezifisches Gewicht von ca.
1,2 und eine Viskosität von 50 bis 120 mPas gemessen bei 20°C mit einer
Lösung von 5 g Polyvinylformal in 100 ml Phenol-Toluol (1:1). In gleicher
Weise geeignet sind neben dem Polyvinylformal Vinylchlorid-diol-mono- oder
-di(meth) acrylat-Copolymerisate, die sich z. B. in an sich bekannter Weise
durch Lösungscopolymerisation oder Suspensionscopolymeristion von
Vinylchlorid und dem Diol-monomethacrylat oder -monoacrylat herstellen
lassen. Das hierfür zum Einsatz gelangende Diolmono- oder -diacrylat oder
-methacrylat ist ein Veresterungsprodukt von Acrylsäure oder Methacryl
säure mit der entsprechenden molaren Menge an aliphatischem Diol mit 2 bis
4 C-Atomen, wie Ethylenglykol, 1,4-Butandiol und bevorzugt Propandiol,
wobei das Propandiol vorzugsweise aus 1,3-Propandiol und 0 bis 50 Gew.-%
1,2-Propandiol besteht. Die Copolymeriste haben zweckmäßigerweise einen
Vinylchloridgehalt von 50 bis 95 Gew.-% und einen Diolacrylat- oder
-methacrylat-Gehalt von 5 bis 50 Gew.-%. Besonders geeignete Copolymerisate
besitzen vorzugsweise einen Gehalt von 70 bis 90 Gew.-% Vinylchlorid und 10
bis 30 Gew.-% Diolmonoacrylat bzw. Diolmonomethacrylat. Eine 15%ige Lösung
besonders geeigneter Copolymerisate wie der Vinylchlorid-Propandiolmono
acrylat-Copolymerisate in einem Gemisch aus gleichen Volumenteilen von
Tetrahydrofuran und Dioxan weist bei 25°C eine Viskosität von etwa 30×mPas
auf. Der K-Wert nach H.Fikentscher (Cellulosechemie 13 (1932), S. 58 ff.)
der besonders geeigneten Produkte liegt zwischen 30 und 50, vorzugsweise
bei etwa 40.
Außerdem lassen sich vorteilhaft Phenoxyharze, deren Konstitution mit der
wiederkehrenden Formel
in der n annähernd gleich 100 ist, zu beschreiben ist, einsetzen. Es
handelt sich hierbei um Polymere, wie sie unter den Handelsbezeichnungen
Epikote® der Firma Shell Chemical Co. oder unter der Bezeichnung
Epoxidharz PKHH® der Union Carbide Coporation bekannt sind.
In gleicher Weise eignen sich Celluloseester-Bindemittel zur Verwendung in
dem bezeichneten Bindemittelgemisch. Dies sind Veresterungsprodukte der
Cellulose mit Salpetersäure oder mit Carbonsäuren mit 1 bis 4 Kohlen
stoffatomen, wie z. B. Celluloseacetat, Cellulosetriacetat, Cellulose
acetopropionat, Celluloseacetobutyrat.
Die weitere Verarbeitung des Bindemittelgemisches mit magnetischen
Materialien und Hilfsstoffen zu den erfindungsgemäßen magnetischen
Aufzeichnungsträgern erfolgt in an sich bekannter Weise.
Als anisotrope magnetische Materialien können die an sich bekannten
Pigmente verwendet werden, die die Eigenschaften der resultierenden
Magnetschichten wesentlich beeinflussen, wie z. B. Gamma-Eisen(III)-oxid,
feinteiliger Magnetit, ferromagnetisches undotiertes oder dotiertes
Chromdioxid, kobaltmodifiziertes Gamma-Eisen(III)-oxid, Bariumferrite oder
ferromagnetische Metallteilchen. Bevorzugt sind nadelförmiges kobalt
modifiziertes oder unmodifiziertes Gamma-Eisen(III)oxid sowie ferro
magnetisches Chromdioxid und Metallpigment. Die Teilchengröße beträgt im
allgemeinen 0,2 bis 2 µm, bevorzugt ist der Bereich von 0,3 bis 0,8 µm.
In an sich bekannter Weise können die Magnetschichten ferner Zusätze, wie
Dispergiermittel und in untergeordneten Mengen auch weitere Gleitmittel,
aber auch Füllstoffe enthalten, die bei der Dispergierung der Magnet
pigmente oder bei der Herstellung der Magnetschicht zugemischt werden.
Beispiele solcher Zusätze sind Fettsäuren oder isomerisierte Fettsäuren,
wie Stearinsäure oder deren Salze mit Metallen der ersten bis vierten
Hauptgruppe des Periodensystems der Elemente, amphotere Elektrolyte, wie
Lecithin sowie Fettsäureester oder Wachse, Siliconöle, Ruß usw. Die Menge
der Zusätze ist die an sich übliche, sie liegt im allgemeinen unter
6 Gew.-%, vorzugsweise unter 3 und insbesondere unter 1,5 Gew.-%, bezogen
auf die Magnetschicht.
Das Mengenverhältnis von magnetischem Material zu Bindemittel in den
erfindungsgemäßen Aufzeichnungsmaterialien liegt zwischen 1 bis 10 und
insbesondere 3 bis 6 Gewichtsteilen magnetisches Material auf ein
Gewichtsteil des Bindemittelgemisches. Es ist ein besonderer Vorteil, daß
aufgrund des vorzüglichen Pigmentbindevermögens der speziellen Poly
urethane hohe Magnetmaterialkonzentrationen in den Magnetschichten möglich
sind, ohne daß die mechanisch-elastischen Eigenschaften verschlechtert
oder die Anwendungseigenschaften merklich in Mitleidenschaft gezogen
werden.
Als nichtmagnetische und nichtmagnetisierbare Träger lassen sich die
üblichen starren oder flexiblen Trägermaterialien verwenden, insbesondere
Folien aus linearen Polyestern, wie Polyethylenterephthalat, im
allgemeinen in Stärken von 4 bis 200 µm und insbesondere von 6 bis 36 µm.
In neuerer Zeit ist auch die Anwendung der Magnetschichten auf Papier
trägern für Zwecke der mittleren Datentechnik bedeutend geworden; auch
hierfür lassen sich die erfindungsgemäßen Beschichtungsmassen vorteilhaft
verwenden.
Die Herstellung der erfindungsgemäßen magnetischen Aufzeichnungsträger
kann in bekannter Weise erfolgen. Zweckmäßig wird die in einer Dispergier
maschine, z. B. einer Topfkugelmühle oder einer Rührwerksmühle, aus dem
magnetischen Material und einer Lösung der Bindemittel unter Zusatz von
Dispergiermitteln und anderen Zusätzen hergestellte Magnetpigment
dispersion nach - falls erforderlich - dem Zumischen des Polyisocyanat
vernetzers filtriert und mit der üblichen Beschichtungsmaschine, z. B.
mittels eines Linealgießers, auf den nichtmagnetischen Träger aufgetragen.
Zur Erzielung von hohen Ela- und Magnetwerten bei einer kürzeren
Dispergierzeit ist es von Vorteil, die Dispergierung mit der Komponente
durchzuführen und die Komponenten 2 nach der Dispergierung einzurühren.
Dieses Verfahren bietet sich an, denn die genannte Komponente 2 ist mit
der Komponente 1 gut verträglich. In der Regel erfolgt eine magnetische
Ausrichtung, bevor die flüssige Beschichtungsmischung auf dem Träger
getrocknet wird; letzteres geschieht zweckmäßigerweise in 10 bis 200 s bei
Temperaturen von 50 bis 90°C. Die Magnetschichten können auf üblichen
Maschinen mittels Hindurchführen zwischen geheizten und polierten Walzen,
gegebenenfalls bei Anwendung von Druck und Temperaturen von 25 bis 100°C,
vorzugsweise 60 bis 80°C, geglättet und verdichtet werden. Dabei hat es
sich bei vernetzenden Bindemitteln als sehr vorteilhaft erwiesen, die
Kalandrierung vorzunehmen bevor die Vernetzung abgeschlossen ist, da die
OH-Polymeren in unvernetzten Zustand sehr thermoplastisch sind, ohne
hierbei zu verkleben. Die Dicke der Magnetschicht beträgt im allgemeinen
0,5 bis 20 µm, vorzugsweise 1 bis 10 µm. Im Falle der Herstellung von
Magnetbändern werden die beschichteten Folien in der Längsrichtung in den
üblichen, meist nach Zoll festgelegten Breiten geschnitten.
Die erfindungsgemäßen magnetischen Aufzeichnungsträger weisen ohne zusätz
liche Gleitmittel oder bei stark verringertem Gleitmittelzusatz gegenüber
solchen, die unter Verwendung von Polyurethanen bzw. Polyurethanmischungen
nach dem Stand der Technik erhalten wurden, eine erniedrigte Gleitreibung
auf. Ihre dennoch hohe Oberflächenhärte und der hohe E-Modul, die auch bei
Temperaturen von 50°C um weniger als 50% abfallen, sind weitere vorteil
hafte Eigenschaften der erfindungsgemäßen Aufzeichnungsträger. Des
weiteren werden im Dauerlauftest und speziell im Klimatest (bei 40°C und
80% rel. Luftfeuchte) werden alle gestellten Anforderungen voll erfüllt.
Überraschend war außerdem, daß bei den erfindungsgemäßen magnetischen
Aufzeichnungsträgern auch unter erschwerten klimatischen Bedingungen keine
schlechtere Haftung der bindemittelhaltigen Magnetschicht auf den üblichen
Trägermaterialien sich ergibt als bei üblichen Magnetband-Bindemittel ohne
den Einbau einer reibungsvermindernden Komponente.
Die in den nachstehenden Beispielen und Vergleichsversuchen genannten
Teile und Prozente beziehen sich, soweit nicht anders angegeben, auf das
Gewicht. Volumenteile verhalten sich zu Gewichtsteilen wie Liter zu
Kilogramm.
In einem beheizbaren Reaktionsgefäß von 150 000 Volumenteilen Inhalt,
ausgerüstet mit Rührer und Rückflußkühler, werden 7875 Teile eines Poly
esterdiols aus Adipinsäure und 1,4-Butandiol (Molekulargewicht ca. 1000),
450 Teile eines Perfluorpolyetherdiols (Molekulargewicht ca. 2400),
911 Teile 1,4-Butandiol, 50 Teile Trimethylolpropan und 4828 Teile 4,4′-
Diphenylmethandiisocyanat in 57026 Teilen Tetrahydrofuran gelöst und auf
ca. 55°C erwärmt. Die Komponenten werden bis zu einer Endviskosität von
1 Pas (bei 60°C) umgesetzt und anschließend mit 42770 Teilen Tetrahydro
furan auf einen Feststoffgehalt von 12,5% verdünnt. Der NCO-Gehalt
beträgt 0,07%. Gleichzeitig wird die Reaktion durch Zugabe von 142 Teilen
Diethanolamin abgestoppt. Der K-Wert des gebildeten Polymeren beträgt 62,
gemessen als 1%ige Lösung in Dimethylformamid.
In einem beheizbaren Reaktionsgefäß von 150 000 Volumenteilen Inhalt,
ausgerüstet mit Rührer und Rückflußkühler, werden 7875 Teile eines
Polyesterdiols aus Adipinsäure und 1,4-Butandiol (Molekulargewicht
ca. 1000), 135 Teile eines Perfluorpolyetherdiols (Molekulargewicht
ca. 2400), 923 Teile 1,4-Butandiol, 50 Teile Trimethylolpropan und
4828 Teile 4,4′-Diphenylmethandiisocyanat in 55 814 Teilen Tetrahydro
furan gelöst und auf ca. 55°C erwärmt. Die Komponenten werden bis zu einer
Endviskosität von 1 Pas (bei 60°C) umgesetzt. Der NCO-Gehalt beträgt
0,08%. Anschließend wird mit 41 860 Teilen Tetrahydrofuran auf einen
Feststoffgehalt von 12,5% verdünnt. Gleichzeitig wird die Reaktion durch
Zugabe von 142 Teilen Diethanolamin abgestoppt. Der K-Wert des gebildeten
Polymeren beträgt 59, gemessen als 1%ige Lösung in Dimethylformamid.
Es wurde wie beim Polymer A beschrieben verfahren, jedoch wurde anstelle
des Perfluoretherdiols die äquivalente Menge des Polyesterdiols einge
setzt.
Es wurde wie beim Polymer B beschrieben verfahren, jedoch wurde anstelle
des Perfluoretherdiols die äquivalente Menge des Polyesterdiols einge
setzt.
In einer Stahlkugelmühle mit einem Füllvolumen von 100 000 Volumenteilen,
die mit etwa 40 Umdrehungen pro Minute betrieben wird, wurden
100 000 Teile Stahlkugeln, 16 000 Teile einer 12,5%igen Lösung des
Polymeren A, 10 000 Teile einer 10%igen Lösung eines Polyvinylformals,
bestehend aus 82% Vinylformal-, 12% Vinylacetat- und 6% Vinylalkohol
einheiten, 135 Teile Zinkstearat und 13 500 Teile eines ferromagnetischen
Chromdioxidpigments mit einer mittleren Teilchengröße von 0,5 µm und einem
Verhältnis von Länge zu Dicke von 4:1 bis 9:1 und 4500 Teile Tetrahydro
furan eingefüllt und etwa 120 Stunden dispergiert. Die Magnetdispersion
wurde sodann unter Druck durch einen Filter von 5 µm Porenweite filtriert.
Mit einem Linealgießer wird nach der üblichen Technik eine 20 µm starke
Polyethylenterephthalatfolie mit der Magnetdispersion beschichtet und nach
Durchlaufen eines Magnetfeldes die Beschichtung bei Temperaturen zwischen
60 und 100°C getrocknet. Durch Hindurchführen zwischen beheizten Walzen
(70°C, Liniendruck 200 kg/cm) wurde die Magnetschicht verdichtet und
geglättet. Die resultierende Dicke betrug 5 µm. Die beschichtete Folie
wurde anschließend in Bänder von 3,81 mm Breite geschnitten.
Die erhaltenen Magnetbänder wurden folgenden Tests unterzogen:
Die Bestimmung der Reibungszahlen erfolgt nach DIN 45 522, Blatt 1. Die
Reibungskoeffizienten werden am unbenutzten Band und am durch Dauerlauf
benutzten Band gemessen.
Die Reibungszahl wird durch Messen einer Zugkraft bestimmt, die ein über
eine feststehende Meßtrommel geführtes Magnetband durch Reibung erzeugt.
Die Meßtrommel ist eine Stahltrommel mit einer Oberflächenrauhigkeit von
ca. 0,15 µm und einem Durchmesser von 70 mm. Das Bandstück ist 25 cm lang
und wird bei einem Bandzug von 20 cN mit einer Geschwindigkeit von
1 mm/sec. und einem Umschlingungswinkel von 180°C über die Trommel
geführt. Der Zug an der Meßdose F ist ein Maß für die Reibungszahl µ und
zwar nach
(Prüfklima: 23°C, 50% rel. Feuchte).
Die Reibungszahl wird entsprechend Test 2 durchgeführt, jedoch wird das
Magnetband über eine sich mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 9,5 cm/sec
drehenden Meßtrommel geführt.
Mit dieser Messung werden die Abriebeigenschaften eines Bandes beurteilt.
Es wird der Abrieb in Form des Gewichtsverlustes einer Bandschleife in mg
gemessen. Dabei beträgt die Schleifenlänge 95 cm, die Bandgeschwindigkeit
4 m/sec, der Bandzug 35 cN und die Laufzeit 1 Stunde, bei einer Umgebungs
temperatur von 23°C und einer rel. Luftfeuchte von 50%.
Die Ergebnisse sind in der Tabelle angegeben.
Es wurde wie in Beispiel 1 beschrieben verfahren, jedoch wurden anstelle
des Polymeren A das Polymer B eingesetzt.
Es wurde wie in Beispiel 1 beschrieben verfahren, jedoch wurde anstelle
des Polymeren A das Polymer C eingesetzt. Die Ergebnisse sind in der
Tabelle angegeben.
Es wurde wie in Beispiel 2 beschrieben verfahren, jedoch wurde anstelle
des Polymeren B das Polymer D eingesetzt. Die Ergebnisse sind in der
Tabelle angegeben.
Claims (12)
1. Magnetische Aufzeichnungsträger, bestehend aus einem nichtmagnetischen
Trägermaterial und mindestens einer haftfest darauf aufgebrachten
Magnetschicht auf der Basis eines in einem mindestens zu 50 Gew.-% aus
einem thermoplastischen Polyurethan bestehenden Bindemittel feinver
teilten magnetischen Materials, dadurch gekennzeichnet, daß als
thermoplastisches Polyurethan ein fluorgruppenhaltiges in Tetrahydro
furan lösliches, isocyanatgruppenfreies, verzweigtes Polyurethan mit
OH-gruppenhaltigen Harnstoffgruppen an den Kettenenden und einem
Molekulargewicht zwischen 25 000 und 150 000 eingesetzt wird, welches
aus
- A) 1 Mol eines Polyols mit einem Molekulargewicht zwischen 400 und 4000,
- B) 0,3 bis 10 Mol eines Diols mit 2 bis 18 Kohlenstoffatomen,
- C) 0,01 bis 1 Mol eines Triols mit 3 bis 18 Kohlenstoffatomen,
- D) 0,001 bis 0,4 Mol einer Perfluorverbindung mit zwei gegenüber Isocyanaten reaktiven Endgruppen und einem Molgewicht zwischen 300 und 4000,
- E) 1,25 bis 13 Mol eines Diisocyanats mit 6 bis 30 Kohlenstoff atomen, wobei das Verhältnis NCO:OH in der Summe der Komponenten A, B, C und D 0,95:1,0 bis 1,1:1,0 beträgt, und
- F) 0,05 bis 2 Mol eines OH-gruppenhaltigen, gegenüber Isocyanaten reaktiven Amins hergestellt wird.
2. Magnetische Aufzeichnungsträger, bestehend aus einem nichtmagnetischen
Trägermaterial und mindestens einer haftfest darauf aufgebrachten
Magnetschicht auf der Basis eines in einem mindestens zu 50 Gew.-% aus
einem thermoplastischen Polyurethan bestehenden Bindemittel feinver
teilten magnetischen Materials, dadurch gekennzeichnet, daß als
thermoplastisches Polyurethan ein fluorgruppenhaltiges in Tetrahydro
furan lösliches, isocyanatgruppenfreies, verzweigtes Polyurethan mit
OH-gruppenhaltigen Harnstoffgruppen an den Kettenenden und einem
Molekulargewicht zwischen 25 000 und 150 000 eingesetzt wird, welches
aus
- A) 1 Mol eines Polyols mit einem Molekulargewicht zwischen 400 und 4000,
- B) 0,3 bis 10 Mol eines Diols mit 2 bis 18 Kohlenstoffatomen,
- C) 0,01 bis 1 Mol eines Triols mit 3 bis 18 Kohlenstoffatomen,
- D) 0,001 bis 0,4 Mol einer Perfluorverbindung mit zwei gegenüber Isocyanaten reaktiven Endgruppen und einem Molgewicht zwischen 300 und 4000,
- E) 1,25 bis 13 Mol eines Diisocyanats mit 6 bis 30 Kohlenstoff atomen, wobei das Verhältnis NCO:OH in der Summe der Komponenten A, B, C und D 0,95:1,0 bis 1,1:1,0 beträgt, und
- F) 0,05 bis 2 Mol eines OH-gruppenfreien, gegenüber Isocyanaten reaktiven Monoamins hergestellt wird.
3. Magnetischer Aufzeichnungsträger gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Komponente D ein Umsetzungsprodukt aus per
fluorierten Monoalkoholen, Monoaminen oder Monocarbonsäuren mit 4 bis
20 Kohlenstoffatomen und Triolen ist, wobei die gegenüber Isocyanaten
reaktive Wasserstoffatome tragenden Gruppen über ein Diisocyanat mit 6
bis 30 Kohlenstoffatomen an eine OH-Gruppe des Triols gebunden sind.
4. Magnetischer Aufzeichnungsträger gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Komponente D ein Perfluorpolyetherdiol mit
einem Molekulargewicht zwischen 500 und 4000 ist.
5. Magnetischer Aufzeichnungsträger gemäß Anspruch 2 oder 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Komponente D linear aufgebaut ist.
6. Magnetischer Aufzeichnungsträger gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß ein Anteil von 0,001 bis 0,4 Mol der Komponente E
ein fluorhaltiges Diisocyanat ist, mit der Maßgabe, daß die Molsumme
aus dieser fluorhaltigen Diisocyanat-Komponente und der Komponente D
nicht mehr als 0,4 Mol beträgt und das Verhältnis NCO:OH in der Summe
der Komponenten A, B, C und D 0,95:1,0 bis 1,0:1,0 beträgt.
7. Magnetischer Aufzeichnungsträger gemäß Anspruch 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß das perfluorhaltige Diisocyanat ein Perfluorisocyanat
mit mehr als einer NCO-Gruppe ist, entstanden aus der Umsetzung einer
OH-gruppenhaltigen Perfluorverbindung mit einem Isocyanat mit 6 bis
30 C-Atomen und mindestens 2 NCO-Gruppen, wobei die Reaktivität der
NCO-Gruppen gegenüber den OH-Gruppen der Perfluorverbindung
unterschiedlich ist.
8. Magnetischer Aufzeichnungsträger gemäß Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß das thermoplastische, fluorgruppenhaltige, in Tetra
hydrofuran lösliche, isocyanatgruppenfreie, verzweigte Polyurethan mit
OH-gruppenhaltigen Harnstoffgruppen an den Kettenenden mit einem
Isocyanat aus der Gruppe der Di-, Tri- und Polyisocyanate und der
Isocyanatprepolymere mit einem Molgewicht bis zu 10 000 vernetzt wird.
9. Magnetischer Aufzeichnungsträger gemäß Anspruch 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß die vernetzende Polyisocyanatkomponente ein Perfluor
isocyanat mit mindestens zwei NCO-Gruppen ist.
10. Magnetischer Aufzeichnungsträger gemäß Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die OH-Endgruppen zu mehr als 80% aus einer
bestehen, wobeiR = -(CH₂)n-
R′ = -H, -CH₃, -(CH₂)n-CH₃ und
n = 1 bis 10bedeuten.
R′ = -H, -CH₃, -(CH₂)n-CH₃ und
n = 1 bis 10bedeuten.
11. Magnetischer Aufzeichnungsträger gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Perfluorkomponente, bezogen auf das
Bindemittel zu weniger als 5 Gew.% und bevorzugt zu weniger als
3 Gew.-% in das Bindemittel eingebaut ist.
12. Magnetischer Aufzeichnungsträger gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß er das genannte Polyurethan als alleiniges
Bindemittel enthält.
Priority Applications (4)
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|---|---|---|---|
| DE3929167A DE3929167A1 (de) | 1989-09-02 | 1989-09-02 | Magnetische aufzeichnungstraeger |
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| EP19900116217 EP0416388A3 (en) | 1989-09-02 | 1990-08-24 | Magnetic recording media |
| JP2228515A JPH03152115A (ja) | 1989-09-02 | 1990-08-31 | 磁気記録担体 |
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|---|---|---|---|
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|---|---|---|---|---|
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